苏打水生产车间工艺设计
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三达水（北京）科技有限公司
SANDA WATER（BEIJING）TECHNOLOGY CO.,LTD
引言
苏打水是带有弱碱性的饮料，常添加 甜味剂和香料的饮料，市面上亦存在无添 加甜味剂苏打水，以下所述危害大多为人工甜味剂及香料摄入过多的危害。它是碳酸 氢钠的水溶液，含有弱碱性，医学上外用可消毒杀菌，内服可综合人体内的酸碱平衡， 改变酸性体质。
本次设计是年产 8kt 苏打水，通过对原水的处理，加入碳酸氢钠和一些必要的微 量元素，配成苏打水溶液。根据工艺流程、物料衡算和所要求的生产参数，划分了车 间生产阶段和生产时间。在每个生产阶段中，根据需要生产的产量，计算得到所需要 的设备的生产能力。通过设备的选型，选择了相应的处理设备，并且选择了型号和台 数，班次和人员最后列出了所选设备的设备一览表。对工厂平面进行总体布置，最后 完成工厂平面设计图。
1.4.2 苏打水的优点
1、苏打水呈弱碱性。但是我们每天吃很多肉类、鱼类，都是酸性食物，造成人 体内环境也是弱酸性。因此，需要进行酸碱平衡。那么，多吃些碱性食品更有利于身 体健康（无肠胃病史）。
2、苏打水有利于养胃，因为苏打水能中和胃酸。 3、苏打水有助于缓解消化不良和便秘症状。 4、美容：苏打水有抗氧化作用，能预防皮肤老化。柠檬+苏打水： 有助于增进 食欲、预防皮肤老化、美容养颜。
2.2.2 调配罐调配
4
三达水（北京）科技有限公司
SANDA WATER（BEIJING）TECHNOLOGY CO.,LTD
调配罐分缸体、缸盖、搅拌桨、进料口、出料阀均采用材质为 SUS304 或 316 不 锈钢制成，按 GB741-80 技术条件进行，内表面镜面抛光至 Ra≤0.28μm，外表面抛 亚光、镜面、喷砂或冷轧原色亚光，缸体内有搅拌桨，起搅拌作用。管口设有液位计 口（静压式、电容式、无触点式、超声波式、玻璃管式）、空气呼吸口、温度计（数 显式或表盘式）、CIP 清洗口、视镜、防爆视灯（视镜视灯一体化）、SIP 灭菌口、 进出液口及卫生人孔等。
1.2 设计任务
年产 8 千吨苏打水生产车间工艺设计。
1.3 产品方案
1.3.1 班次
一年工作 300 天，一日二班，每班工作八个小时，班产量为
Q班
=Q nk
= 8000000
= 19047
300 × 2 × 0 .7
.62 kg
1.3.2 产品规格
每瓶苏打水 350ml 近似 380g。
1.4 产品简介
关键词：工艺流程，物料衡算，设备选型，厂房布置。
1
三达水（北京）科技有限公司
SANDA WATER（BEIJING）TECHNOLOGY CO.,LTD
第一章 设计总论
1.1 设计依据
劳动法 食品安全法 设计任务书 GB5749 生活饮用水卫生标准 GB/T4789 产品中微生物标准 中华人民共和国食品卫生法 食品添加剂使用卫生标准 中华人民共和国食品包装法
第四章 设备选型
4.1 设备选型原则
在进行设备选型时必须遵循以下原则: （1）必须满足生产工艺要求。 （2）选用的设备要生产效率高，耗能低，且结构紧凑，占有空间及地面小，操作劳 动强度低，清洗、维修方便，安全可靠。 （3）所选用的设备应满足食品生产卫生要求，易清洗装拆，不对食品造成污染。 （4）选用设备时应尽量考虑选用配套的、连续式、自动化程度较高的设备。 （5）应尽量选用通用设备，标准定型设备以及实践证明有效的名牌设备。 （6）对一些关键又易出故障的设备，应适当考虑设备有足够的富裕量。 （7）设备的结构应合理，所用材料能适应各种工作条件（温度、压力、湿度、酸碱 度等）。
（14）包装检验损失 0.2%， m 8 = 19058 .79 ×（1 − 0 .002 ）= 19047 .62 kg
8
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3.2.2 物料衡算图
班产量 19047.62kg 物料衡算图详见图 3-1
（8）加入 AK 糖（200:1）， m 糖 = 19551
.84 × 1 200
= 97 .76 kg
（9）加入对羟基苯甲酸甲酯钠（200:1）， m 钠 = 19551
.84 × 1 200
= 97 .76 kg
（10）配料罐中的质量
Baidu Nhomakorabea
m5 = m4 + m碳 + m香 + m糖 + m钠 = 19551.84+ 391.04 +195.52 + 97.76 + 97.76 = 20333.91kg
质量（kg） 30493.73 406.68 203.34 20.33 20.33
3.2 物料衡算
3.2.1 各工艺物料衡算
（1）由设计任务年产 8kt/a 苏打水，设备不均匀系数为 0.7，按一年生产 300 天计 算，日产为 8000000kg/(300×0.7)=38095.24kg，一天 2 班生产，每班生产 38095.24/2=19047.62kg；
2.2.5 包装检验
包装检验是根据合同、标准和其他有关规定，对商品包装以及包装标志进行检验。 包装检验首先核对外包装上的商品包装标志（标记、号码等）是否与贸易合同相符。 对商品主要检验外包装是否完好无损，包装材料、包装方式和衬垫贸物等是否符合合 同规定要求。对外包装破损的商品，要另外进行验残，查明货损责任方以及货损程度。 对发生残损的商品要检查其是否由于包装不良所引起。对商品的包装检验，除包装材 料和包装方法必须符合贸易合同、标准规定外，还应检验商品内外包装是否牢固、完 整、干 燥、清洁，是否适于长途运输和保护商品质量、数量的习惯要求。商检机构 对进出口商品的包装检验，一般抽样或在当场检验，或进行衡器计重的同时结合进行。
1.4.3 苏打水的危害
长期地喝应该小心人工甜味剂和香料摄入过多影响健康。另外苏打水能中和胃 酸、强化肠胃吸收、健胃。但是，长期服用苏打水可能会引起碱中毒，轻则厌食、恶 心、头痛、抽搐，重则昏迷，尤其老年人及肾脏病患者，长期服用更易发生碱中毒。
1、苏打水会溶解牙的珐琅质 2、苏打水会让肥胖的几率提升 1.6 倍 3、苏打水会造成钙流失
苏打水是带有弱碱性的饮料，它是碳酸氢钠的水溶液，含有弱碱性，医学上外用 可消毒杀菌，内服可综合人体内的酸碱平衡，改变酸性体质。苏打水分有气苏打水和 无气苏打水，其常添加甜味剂和香料的饮料，市面上亦存在无添加甜味剂苏打水。
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10
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（6）加入碳酸氢钠（50:1）， m 碳
= 19551
.84 × 1 50
= 391 .04 kg
7
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（7）加入食用香精（100:1）， m 香 = 19551
.84 × 1 100
= 195 .52 kg
损失
5%
灌装 (19278.58kg)
9
1%
碳酸氢钠 391.04kg 食用香精 195.52kg AK 糖 97.76kg 对羟基苯甲酸甲酯钠 97.76kg
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包装检验 (19085.79kg)
0.2%
调配罐调配
臭氧杀菌
碳酸氢钠 食用香精 AK 糖 对羟基苯甲酸钠 微量元素
灌装 包装及检验
6
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成品 图 2-1 工艺流程图
第三章 物料衡算
3.1 各物料的量
物料 原水 碳酸氢钠 食用香精 AK 糖 对羟基苯甲酸甲酯钠
4.2 主要设备参数
整个生产过程中对主要设备进行选型和计算。
4.2.1 输水泵
原水的储存罐在厂区外的大型储罐里，通过输水泵将原水引入厂区内生产区内， 输水泵有流量计，每小时都有固定的输水量，当到达输水量就会停止工作，输水泵有 全自动和人工控制，经计算苏打水的班产量为 19047.62kg，每班 8 小时，工作时间
原水 (30280.26kg)
损失 60.96kg
0.2%
粗过滤 (30219.70kg)
损失
3%
912.68kg
微孔杀菌 (29313.10kg)
损失 8979.2kg
33.3%
调配罐调配 (20333.91kg)
损失 40.67kg
0.2%
臭氧杀菌 (20293.24kg)
损失 1014.66kg
（2）则一班生产 19047.62kg 所需原水的量 m 1 = 30280.26 kg （3）管道损失 0.2%， m 2 = 30280.26 ×（1 − 0 .002 ）= 30219.70 kg （4）活性炭过滤损失 3%， m 3 = 30219.70 ×（1 − 0 .03）= 29313.10 kg （5）微孔过滤损失 33.3%， m 4 = 29313.10 ×（1 − 0 .333 ）= 19551.84 kg
2.2.6 成品
成品要求包装完好，无挤压、损坏现象出现，且外包装上的日期、文字、图片、 条形码均需要清晰可见，经过检验合格的成品方可出厂。
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2.3 工艺流程图
具体流程图见图 2-1
原水
活性炭过滤
微孔过滤
2.2.3 臭氧杀菌
所谓臭氧杀菌器是利用臭氧的强氧化性而达到杀菌的目的。臭氧是强烈的氧剂， 其杀菌作用比氯高 15∽30 倍，在一定浓度下作用 5∽10min，臭氧对各种菌类都可以 达到灭菌的程度。
2.2.4 灌装
无菌灌装机广泛应用于果汁，果浆和果酱等流体食品的无菌包装。室温下，产品 可保存一年以上，可省去低温冷藏运输的费用及风险。无菌灌装机与杀菌机直接相连， 经杀菌后直接灌装。
（11）管道损失 0.2%， m 6 = 20333 .91 ×（1 − 0 .002 ）= 20293 .24 kg
（12）臭氧杀菌损失 5%， m 7 = 20293 .24 ×（1 − 0 .05）= 19278 .58 kg
（13）灌装损失 1%， m 7 = 19278 .58 ×（1 − 0 .01）= 19058 .79 kg
没有或很少有毒、有害物质与作用的流程。
2.2 工艺流程操作要点
在整个工艺过程中对各个步骤进行操作要点[5]的控制。
2.2.1 原水过滤
原水过滤首先需要经过活性炭过滤机，再通过微孔过滤。活性炭过滤主要用于水 中有机杂质和水中分子状的胶体微小颗粒杂质，以及去除清水中的异色，异味等。微 孔过滤机作为精滤和除菌工艺设备，它可滤除滤液、气体的 0.01μm 以上微粒和细菌。 其特点是高捕捉能力、过滤面积大、使用寿命长、过滤精度高、阻力小、机械强度大、 无剥离现象、抗酸碱能力强、使用方便。
品。 (3)应确保产品有市场竞争能力，选择可以提高产品质量和生产效率、降低生产消耗
和成本的生产工艺。 (4)要选择有利于原料综合利用和对产品经行多层次深加工的流程。 (5) 选择的流程要能缩短生产周期，减少生产工序和环节，优先采用机械化、连续化
作业线。 (6) 选择的流程要尽量节省厂房和生产设备，特别是要尽量减少特殊的厂房和设备。 (7) 应结合建厂条件和生产规模选择与生产规模相适应的流程。 (8) 选择的流程要考虑到安全操作和劳动保护问题，尽量采用封闭式操作，生产过程
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第二章 工艺流程
2.1 生产工艺流程确定原则
确定生产工艺流程时必须遵循以下原则： (1)保证产品符合国家食品安全标准，出口产品还须满足销售地产品质量要求，并保 (2)应优先选择先进、科学的工艺流程，以确保生产符合时代要求的、优质适销的产
1.4.1 苏打水的营养价值
天然苏打水除含有碳酸氢钠外，还含有多种微量元素成分，因此是上好的饮品。 目前，世界上只有法、俄、德等少数国家出产天然苏打水。天然苏打水富含硼、锌、 硒、铬等离子矿物和微量元素，这些微量元素呈离子状态，更易被人体吸收；有理想 的 PH 值，天然苏打水的酸碱性值呈弱碱性，对传输氧气，调节新陈代谢，排除酸性 废物和预防疾病是非常必要的。
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引言
苏打水是带有弱碱性的饮料，常添加 甜味剂和香料的饮料，市面上亦存在无添 加甜味剂苏打水，以下所述危害大多为人工甜味剂及香料摄入过多的危害。它是碳酸 氢钠的水溶液，含有弱碱性，医学上外用可消毒杀菌，内服可综合人体内的酸碱平衡， 改变酸性体质。
本次设计是年产 8kt 苏打水，通过对原水的处理，加入碳酸氢钠和一些必要的微 量元素，配成苏打水溶液。根据工艺流程、物料衡算和所要求的生产参数，划分了车 间生产阶段和生产时间。在每个生产阶段中，根据需要生产的产量，计算得到所需要 的设备的生产能力。通过设备的选型，选择了相应的处理设备，并且选择了型号和台 数，班次和人员最后列出了所选设备的设备一览表。对工厂平面进行总体布置，最后 完成工厂平面设计图。
1.4.2 苏打水的优点
1、苏打水呈弱碱性。但是我们每天吃很多肉类、鱼类，都是酸性食物，造成人 体内环境也是弱酸性。因此，需要进行酸碱平衡。那么，多吃些碱性食品更有利于身 体健康（无肠胃病史）。
2、苏打水有利于养胃，因为苏打水能中和胃酸。 3、苏打水有助于缓解消化不良和便秘症状。 4、美容：苏打水有抗氧化作用，能预防皮肤老化。柠檬+苏打水： 有助于增进 食欲、预防皮肤老化、美容养颜。
2.2.2 调配罐调配
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调配罐分缸体、缸盖、搅拌桨、进料口、出料阀均采用材质为 SUS304 或 316 不 锈钢制成，按 GB741-80 技术条件进行，内表面镜面抛光至 Ra≤0.28μm，外表面抛 亚光、镜面、喷砂或冷轧原色亚光，缸体内有搅拌桨，起搅拌作用。管口设有液位计 口（静压式、电容式、无触点式、超声波式、玻璃管式）、空气呼吸口、温度计（数 显式或表盘式）、CIP 清洗口、视镜、防爆视灯（视镜视灯一体化）、SIP 灭菌口、 进出液口及卫生人孔等。
1.2 设计任务
年产 8 千吨苏打水生产车间工艺设计。
1.3 产品方案
1.3.1 班次
一年工作 300 天，一日二班，每班工作八个小时，班产量为
Q班
=Q nk
= 8000000
= 19047
300 × 2 × 0 .7
.62 kg
1.3.2 产品规格
每瓶苏打水 350ml 近似 380g。
1.4 产品简介
关键词：工艺流程，物料衡算，设备选型，厂房布置。
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第一章 设计总论
1.1 设计依据
劳动法 食品安全法 设计任务书 GB5749 生活饮用水卫生标准 GB/T4789 产品中微生物标准 中华人民共和国食品卫生法 食品添加剂使用卫生标准 中华人民共和国食品包装法
第四章 设备选型
4.1 设备选型原则
在进行设备选型时必须遵循以下原则: （1）必须满足生产工艺要求。 （2）选用的设备要生产效率高，耗能低，且结构紧凑，占有空间及地面小，操作劳 动强度低，清洗、维修方便，安全可靠。 （3）所选用的设备应满足食品生产卫生要求，易清洗装拆，不对食品造成污染。 （4）选用设备时应尽量考虑选用配套的、连续式、自动化程度较高的设备。 （5）应尽量选用通用设备，标准定型设备以及实践证明有效的名牌设备。 （6）对一些关键又易出故障的设备，应适当考虑设备有足够的富裕量。 （7）设备的结构应合理，所用材料能适应各种工作条件（温度、压力、湿度、酸碱 度等）。
（14）包装检验损失 0.2%， m 8 = 19058 .79 ×（1 − 0 .002 ）= 19047 .62 kg
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3.2.2 物料衡算图
班产量 19047.62kg 物料衡算图详见图 3-1
（8）加入 AK 糖（200:1）， m 糖 = 19551
.84 × 1 200
= 97 .76 kg
（9）加入对羟基苯甲酸甲酯钠（200:1）， m 钠 = 19551
.84 × 1 200
= 97 .76 kg
（10）配料罐中的质量
Baidu Nhomakorabea
m5 = m4 + m碳 + m香 + m糖 + m钠 = 19551.84+ 391.04 +195.52 + 97.76 + 97.76 = 20333.91kg
质量（kg） 30493.73 406.68 203.34 20.33 20.33
3.2 物料衡算
3.2.1 各工艺物料衡算
（1）由设计任务年产 8kt/a 苏打水，设备不均匀系数为 0.7，按一年生产 300 天计 算，日产为 8000000kg/(300×0.7)=38095.24kg，一天 2 班生产，每班生产 38095.24/2=19047.62kg；
2.2.5 包装检验
包装检验是根据合同、标准和其他有关规定，对商品包装以及包装标志进行检验。 包装检验首先核对外包装上的商品包装标志（标记、号码等）是否与贸易合同相符。 对商品主要检验外包装是否完好无损，包装材料、包装方式和衬垫贸物等是否符合合 同规定要求。对外包装破损的商品，要另外进行验残，查明货损责任方以及货损程度。 对发生残损的商品要检查其是否由于包装不良所引起。对商品的包装检验，除包装材 料和包装方法必须符合贸易合同、标准规定外，还应检验商品内外包装是否牢固、完 整、干 燥、清洁，是否适于长途运输和保护商品质量、数量的习惯要求。商检机构 对进出口商品的包装检验，一般抽样或在当场检验，或进行衡器计重的同时结合进行。
1.4.3 苏打水的危害
长期地喝应该小心人工甜味剂和香料摄入过多影响健康。另外苏打水能中和胃 酸、强化肠胃吸收、健胃。但是，长期服用苏打水可能会引起碱中毒，轻则厌食、恶 心、头痛、抽搐，重则昏迷，尤其老年人及肾脏病患者，长期服用更易发生碱中毒。
1、苏打水会溶解牙的珐琅质 2、苏打水会让肥胖的几率提升 1.6 倍 3、苏打水会造成钙流失
苏打水是带有弱碱性的饮料，它是碳酸氢钠的水溶液，含有弱碱性，医学上外用 可消毒杀菌，内服可综合人体内的酸碱平衡，改变酸性体质。苏打水分有气苏打水和 无气苏打水，其常添加甜味剂和香料的饮料，市面上亦存在无添加甜味剂苏打水。
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10
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（6）加入碳酸氢钠（50:1）， m 碳
= 19551
.84 × 1 50
= 391 .04 kg
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（7）加入食用香精（100:1）， m 香 = 19551
.84 × 1 100
= 195 .52 kg
损失
5%
灌装 (19278.58kg)
9
1%
碳酸氢钠 391.04kg 食用香精 195.52kg AK 糖 97.76kg 对羟基苯甲酸甲酯钠 97.76kg
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包装检验 (19085.79kg)
0.2%
调配罐调配
臭氧杀菌
碳酸氢钠 食用香精 AK 糖 对羟基苯甲酸钠 微量元素
灌装 包装及检验
6
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成品 图 2-1 工艺流程图
第三章 物料衡算
3.1 各物料的量
物料 原水 碳酸氢钠 食用香精 AK 糖 对羟基苯甲酸甲酯钠
4.2 主要设备参数
整个生产过程中对主要设备进行选型和计算。
4.2.1 输水泵
原水的储存罐在厂区外的大型储罐里，通过输水泵将原水引入厂区内生产区内， 输水泵有流量计，每小时都有固定的输水量，当到达输水量就会停止工作，输水泵有 全自动和人工控制，经计算苏打水的班产量为 19047.62kg，每班 8 小时，工作时间
原水 (30280.26kg)
损失 60.96kg
0.2%
粗过滤 (30219.70kg)
损失
3%
912.68kg
微孔杀菌 (29313.10kg)
损失 8979.2kg
33.3%
调配罐调配 (20333.91kg)
损失 40.67kg
0.2%
臭氧杀菌 (20293.24kg)
损失 1014.66kg
（2）则一班生产 19047.62kg 所需原水的量 m 1 = 30280.26 kg （3）管道损失 0.2%， m 2 = 30280.26 ×（1 − 0 .002 ）= 30219.70 kg （4）活性炭过滤损失 3%， m 3 = 30219.70 ×（1 − 0 .03）= 29313.10 kg （5）微孔过滤损失 33.3%， m 4 = 29313.10 ×（1 − 0 .333 ）= 19551.84 kg
2.2.6 成品
成品要求包装完好，无挤压、损坏现象出现，且外包装上的日期、文字、图片、 条形码均需要清晰可见，经过检验合格的成品方可出厂。
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2.3 工艺流程图
具体流程图见图 2-1
原水
活性炭过滤
微孔过滤
2.2.3 臭氧杀菌
所谓臭氧杀菌器是利用臭氧的强氧化性而达到杀菌的目的。臭氧是强烈的氧剂， 其杀菌作用比氯高 15∽30 倍，在一定浓度下作用 5∽10min，臭氧对各种菌类都可以 达到灭菌的程度。
2.2.4 灌装
无菌灌装机广泛应用于果汁，果浆和果酱等流体食品的无菌包装。室温下，产品 可保存一年以上，可省去低温冷藏运输的费用及风险。无菌灌装机与杀菌机直接相连， 经杀菌后直接灌装。
（11）管道损失 0.2%， m 6 = 20333 .91 ×（1 − 0 .002 ）= 20293 .24 kg
（12）臭氧杀菌损失 5%， m 7 = 20293 .24 ×（1 − 0 .05）= 19278 .58 kg
（13）灌装损失 1%， m 7 = 19278 .58 ×（1 − 0 .01）= 19058 .79 kg
没有或很少有毒、有害物质与作用的流程。
2.2 工艺流程操作要点
在整个工艺过程中对各个步骤进行操作要点[5]的控制。
2.2.1 原水过滤
原水过滤首先需要经过活性炭过滤机，再通过微孔过滤。活性炭过滤主要用于水 中有机杂质和水中分子状的胶体微小颗粒杂质，以及去除清水中的异色，异味等。微 孔过滤机作为精滤和除菌工艺设备，它可滤除滤液、气体的 0.01μm 以上微粒和细菌。 其特点是高捕捉能力、过滤面积大、使用寿命长、过滤精度高、阻力小、机械强度大、 无剥离现象、抗酸碱能力强、使用方便。
品。 (3)应确保产品有市场竞争能力，选择可以提高产品质量和生产效率、降低生产消耗
和成本的生产工艺。 (4)要选择有利于原料综合利用和对产品经行多层次深加工的流程。 (5) 选择的流程要能缩短生产周期，减少生产工序和环节，优先采用机械化、连续化
作业线。 (6) 选择的流程要尽量节省厂房和生产设备，特别是要尽量减少特殊的厂房和设备。 (7) 应结合建厂条件和生产规模选择与生产规模相适应的流程。 (8) 选择的流程要考虑到安全操作和劳动保护问题，尽量采用封闭式操作，生产过程
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第二章 工艺流程
2.1 生产工艺流程确定原则
确定生产工艺流程时必须遵循以下原则： (1)保证产品符合国家食品安全标准，出口产品还须满足销售地产品质量要求，并保 (2)应优先选择先进、科学的工艺流程，以确保生产符合时代要求的、优质适销的产
1.4.1 苏打水的营养价值
天然苏打水除含有碳酸氢钠外，还含有多种微量元素成分，因此是上好的饮品。 目前，世界上只有法、俄、德等少数国家出产天然苏打水。天然苏打水富含硼、锌、 硒、铬等离子矿物和微量元素，这些微量元素呈离子状态，更易被人体吸收；有理想 的 PH 值，天然苏打水的酸碱性值呈弱碱性，对传输氧气，调节新陈代谢，排除酸性 废物和预防疾病是非常必要的。